[发明专利]一种抽油机不停机间抽控制装置及方法

权利要求书

1.一种抽油机不停机间抽控制方法，其特征在于：该方法采用一种抽油机不停机间抽控制装置，该装置包括依次电连接的控制器(1)、变频器(2)、电动机(3)和抽油机(4)，所述控制器(1)上设置有电参采集模块(5)，所述电动机(3)上设置有转速传感器(6)，所述抽油机(4)上设置有载荷传感器(7)、位移传感器(8)和曲柄位置传感器(9)；

一种抽油机不停机间抽控制方法，至少包括以下步骤：

步骤1)根据油井产液量情况，判断油井一天累计停抽时长；

步骤2)初步以半小时为一个抽油机工作周期，根据步骤1)得到的油井一天累计停抽时长占24小时的比例，确定抽油机运行时间及摆动时间；

步骤3)通过载荷传感器、位移传感器以及曲柄位置传感器采集抽油机载荷、位移及曲柄位置数据并传递给控制器(1)，得到载荷与时间、位移与时间曲线，进而得到井口光杆示功图；

步骤4)判断光杆示功图充满度，当示功图充满度小于限定值，抽油机(4)开始摆动运行，根据设定的摆动时间摆动完毕之后，抽油机(4)正常启动运行，同时对比光杆示功图充满度是否达到限定值，当光杆示功图充满度小于限定值时，调整摆动时间，控制抽油机(4)继续摆动运行，待下一次抽油机(4)启动运行，再对比光杆示功图充满度是否达到限定值，直到抽油机(4)正常启动运行时，光杆示功图充满度大于限定值，得到抽油机(4)的初始运行时间及摆动时间；

步骤5)抽油机(4)运行三天后对比产液量变化，如果产液量变化小于5％，则工作制度不变，如果产液量变化大于5％，增加抽油机(4)正常运行时间1分钟，减少摆动运行时间1分钟，以此类推，直到产液量变化小于5％，得到抽油机(4)的最终运行时间及摆动时间；

所述步骤1)中的判断方法如下：

当油井产量≤1t/d时，油井一天累计停抽时长为12小时；

当油井产量为1t/d～1.5t/d时，油井一天累计停抽时长8小时；

当油井产量为1.5t/d～2t/d时，油井一天累计停抽时长6小时。

2.如权利要求1所述的抽油机不停机间抽控制方法，其特征在于：所述载荷传感器(7)安装于抽油机(4)的悬绳器和方卡子之间。

3.如权利要求1所述的抽油机不停机间抽控制方法，其特征在于：所述位移传感器(8)安装于抽油机(4)的游梁下方。

4.如权利要求1所述的抽油机不停机间抽控制方法，其特征在于：所述曲柄位置传感器(9)安装于抽油机(4)的曲柄位置上。

5.如权利要求1所述的抽油机不停机间抽控制方法，其特征在于：所述转速传感器(6)、载荷传感器(7)、位移传感器(8)和曲柄位置传感器(9)都与控制器(1)之间通过无线传输数据。

6.如权利要求1所述的抽油机不停机间抽控制方法，其特征在于：所述步骤4)中光杆示功图充满度是指抽油机的有效冲程占实际冲程的比例，其计算方法如下：

(a)将光杆示功图转化为对应的载荷-时间曲线y＝f(t)；

(b)计算

其中，t_j∈{t₀+0.1,t₀+0.2,......t₀+0.1M}

j＝1,2,…,M

M＝10n

n为抽油机摆动总时间，取整数；

(c)根据(b)得到的最大值找到t_j与t_j-1时间对应的位移差，即为有效冲程，求有效冲程占实际冲程的比即可得到光杆示功图充满度。

7.如权利要求1所述的抽油机不停机间抽控制方法，其特征在于：所述步骤4)和步骤5)中，当抽油机(4)处于抽油状态时，通过控制器(1)和变频器(2)改变电动机(3)转速来调节电动机(3)的输出功率，降低高功率区的转速以降低输出功率、提高低功率区的转速以提高输出功率，实现对电动机(3)输出功率和输出扭矩的重新分布，使电动机(3)功率趋于平稳；当抽油机(4)处于摆动状态时，根据控制器(1)得到的光杆示功图数据判断冲程损失，由冲程损失大小决定光杆最大运动距离，得到曲柄最大摆动位置，实时调整电动机(3)运行速度。